本发明属于生物,更具体地,本发明涉及一种在植物中可视化检测转座子的方法。
背景技术:
1、转座子(te)又称跳跃因子,其实质是一定长度的dna片段,因为可以在宿主基因组中移动,例如可以在生物的染色体组中从染色体的一个位点“跳”到另一位点,或从一条染色体转移到另一条染色体上而得名。转座子是许多谷类作物染色体中的一个重要组成部分,转座子的移动(也称转座子动员)通过提供遗传变异性促进作物多样化和基因组进化。遗憾的是,对转座子动员的研究仅限于减数分裂遗传,由于转座子的移动特性,在体细胞中观测转座子的移动一直具有挑战性。
2、长末端重复(ltr)逆转录转座子是许多植物中最普遍的转座子家族。ltr逆转录转座子的转座过程是经过转录和逆转录到cdna(染色体外线性dna,ecldna)介导的,最终插入到新的基因组位置。首先,ltr逆转录转座子在细胞核内转录形成mrna分子,从5’端ltr的r区起始转录,到3’端ltr的r区终止,转录本末端为poly(a)结构,转录的动力常常来自于外界压力胁迫(stress)。该mrna分子既需作为复制所需的模板,又要翻译为复制相关的蛋白质。之后,逆转录反应发生在细胞质中,一部分mrna编码复制所需蛋白质;另一部分包裹在结构蛋白里面,形成类似于病毒的结构,作为逆转录的模板,通过逆转录合成第1条cdna负链,再以此为模板合成第2条正链。cdna负链是以宿主细胞内对应的trna作引物,mrna 5’端ltr下游的pbs位点与trna起始蛋氨酸(trnai met)的3’端序列互补而形成短的rna双链,逆转录酶利用trna 3’端自由羟基为引物,合成互补的dna杂交链。编码的rnaseh水解杂交链上的rna,释放cdna负链,以位于3’端ltr上游的ppt作为引物,引导第2条dna的合成。最后,核酸内切酶使染色体上靶位点的dna双链断开,合成完毕的具有逆转录转座子完整结构的双链dna被转移至细胞核内,插入靶位点完成转座过程。
3、因此,本领域需要基于长末端重复(ltr)逆转录转座子的转座过程,探究一种在植物中可视化检测转座子的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种在植物中可视化检测转座子的方法,并将其应用于转座子活性、移动性的检测。
2、在本发明的第一方面,提供一种在植物中可视化检测转座子的方法,所述方法包括:(1)提供一种核酸构建体,其从上游到下游依次包括如下元件:转座子5’ltr,转座子orf,报告基因表达盒,以及转座子3’ltr;且,所述转座子5’ltr中缺失u3区;其中,相对于所述转座子orf,所述报告基因表达盒为反义的;其中,所述报告基因内部含有内含子;所述内含子的序列为正义序列(与转座子orf同向,与报告基因表达盒反向);(2)将所述核酸构建体引入到诱导型表达载体中、从而该核酸构建体可被诱导表达;将所述表达载体转入植物中;(3)可视化检测(根据报告基因的表达可视化检测)植物中的转座子。
3、在本发明的另一方面,提供一种核酸构建体,或含有所述核酸构建体的表达载体,或含有所述核酸构建体或所述表达载体的宿主细胞的用途,用于:(1)在植物中可视化检测转座子;(2)制备在植物中可视化检测转座子的工具;其中,所述核酸构建体从上游到下游依次包括如下元件:转座子5’ltr,转座子orf,报告基因表达盒,以及转座子3’ltr;且,所述转座子5’ltr中缺失u3区;其中,相对于所述转座子orf,所述报告基因表达盒为反义的;其中,所述报告基因内部含有内含子;所述内含子的序列为正义序列。
4、在一种或多种优选实施方式中,所述报告基因表达盒包括操作性连接的:转录启动子(较佳地为强启动子)、报告基因、转录终止子(较佳地为强终止子);较佳地,所述转录启动子包括:ubq10;较佳地,所述终止子包括:hsp18.2或tnos。
5、在一种或多种优选实施方式中,所述核酸构建体中,转座子5’ltr的上游还包括调控元件,所述调控元件包括:启动子,及可选地还包括:操纵子、前导序列、信号肽编码序列、增强子。
6、在一种或多种优选实施方式中,所述启动子为组成型启动子;更佳地,所述组成型启动子包括35s启动子或m35s启动子;更佳地,该组成型启动子能驱动所述核酸构建体的转录。
7、在一种或多种优选实施方式中,所述操纵子为与所述组成型启动子配合的操纵子;更佳地,所述操纵子包括lexa。
8、在一种或多种优选实施方式中,所述转座子包括onsen。
9、在一种或多种优选实施方式中,所述报告基因包括:荧光素酶报告基因。
10、在一种或多种优选实施方式中,所述内含子中包括:提前终止密码子(ptc)。
11、在一种或多种优选实施方式中,所述的表达构建体或包含该构建体的诱导型表达载体中各个元件是操作性连接的。
12、在一种或多种优选实施方式中,当所述核酸构建体启动转录时,内含子被合成,由于内含子中会产生提前终止密码子(ptc),转录被提前终止,产生的转录本不完整,不表达报告基因,从而无法产生荧光可视化信号。当被诱导型表达时(如以诱导剂(具体如以β-雌二醇示例)处理),激活转座子orf转录,合成逆转录转座子mrna后,人工内含子被去除,之后通过逆转录反应、核酸内切酶的整合过程,完整且功能齐全的报告基因被表达,够产生荧光可视化信号,可对转座子进行可视化检测。
13、在一种或多种优选实施方式中,所述诱导型表达载体为二元诱导型表达载体。
14、在一种或多种优选实施方式中,所述诱导型表达载体包括:四环素诱导型表达载体、乙醇诱导型表达载体、地塞米松诱导型表达载体、雌二醇诱导型表达载体、热休克诱导型表达载体。
15、在一种或多种实施方式中,所述表达载体转入植物的方法为:农杆菌转化法、基因枪转化法、叶盘法或幼胚转化法。
16、在一种或多种优选实施方式中,所述检测包括:定量检测和非定量检测;
17、在一种或多种优选实施方式中,所述检测包括:检测转座子的转座活性,和/或移动性,和/或转座过程(转座子动员),和/或转座子在压力胁迫下的转座活性;更佳的,所述压力胁迫包括:热胁迫、dna损伤、dna去甲基化;
18、在一种或多种优选实施方式中,所述荧光可视化检测包括:直接观察荧光或检测荧光强度;更佳的,所述荧光强度是荧光信号的平均强度值。
19、在一种或多种优选实施方式中,所述的植物是存在转座子的植物;较佳的,所述植物包括:十字花科植物(如拟南芥),禾本科植物(如水稻)。
20、在本发明的另一方面,提供一种核酸构建体或含有所述核酸构建体的表达载体,所述核酸构建体从上游到下游依次包括如下元件:转座子5’ltr,转座子orf,报告基因表达盒,以及转座子3’ltr;且,所述转座子5’ltr中缺失u3区;其中,相对于所述转座子orf,所述报告基因表达盒为反义的;其中,所述报告基因内部含有内含子;所述内含子的序列为正义序列。
21、在本发明的另一方面,提供一种宿主细胞(较佳地为非植物繁殖材料),包含所述的核酸构建体。
22、在本发明的另一方面,提供含有所述核酸构建体的表达载体。
23、在本发明的另一方面,提供一种筛选影响转座子的转座活性,和/或移动性,和/或转座过程(转座子动员)的物质(潜在物质)的方法,所述方法包括:(1)使用候选物质处理植物,其中所述植物是已经将含有如前面任一项所定义的核酸构建体成功转入的植物;(2)检测所述植物的荧光信号,观测(1)的植物中转座子的活性,和/或移动性,和/或转座过程(转座子动员);若所述候选物质能够增强或降低所述植物的荧光信号,则该候选物质为影响转座子的转座活性,和/或移动性,和/或转座过程(转座子动员)的物质(潜在物质)。
24、本发明的其它方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
1.一种在植物中可视化检测转座子的方法,所述方法包括:
2.一种核酸构建体,或含有所述核酸构建体的表达载体,或含有所述核酸构建体或所述表达载体的宿主细胞的用途,用于:
3.如权利要求1所述的方法或权利要求2所述的用途,其特征在于,所述报告基因表达盒包括操作性连接的:转录启动子、报告基因、转录终止子;较佳地,所述转录启动子包括:ubq10;较佳地,所述终止子包括:hsp18.2或tnos。
4.如权利要求1所述的方法或权利要求2所述的用途,其特征在于,所述核酸构建体中,转座子5’ltr的上游还包括调控元件,所述调控元件包括:启动子,及可选地还包括:操纵子、前导序列、信号肽编码序列、增强子;
5.如权利要求1所述的方法或权利要求2所述的用途,其特征在于,所述转座子包括onsen;和/或
6.如权利要求1-5中任一项所述,其特征在于,所述诱导型表达载体为二元诱导型表达载体;
7.如权利要求1-5中任一项所述,其特征在于,所述检测包括:定量检测和非定量检测;
8.如权利要求1-5中任一项所述,其特征在于,所述的植物是存在转座子的植物;较佳的,所述植物包括:十字花科植物,禾本科植物。
9.一种核酸构建体或含有所述核酸构建体的表达载体,所述核酸构建体从上游到下游依次包括如下元件:转座子5’ltr,转座子orf,报告基因表达盒,以及转座子3’ltr;且,所述转座子5’ltr中缺失u3区;
10.一种宿主细胞,包含:
11.一种筛选影响转座子的转座活性,和/或移动性,和/或转座过程的物质的方法,所述方法包括:
